Табиғаттағы су айналымының оғаш құбылыстары

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Су – ғаламдағы органикалық тіршіліктің пайда болуының негіздерінің бірі. Бұл біздің планетамыздағы маңызды элементтердің бірі. Су адам өмірінің негізі бола отырып, адам дамуында маңызды рөл атқарады. Мектепте жаратылыстану сабақтарында бізге планетадағы су айналымы туралы айтылды.

Бұл процестің схемасы өте қарапайым (1-сурет). Мұхиттар мен құрлықтардың бетінен су буланып, бу молекулалары жоғары көтеріледі, ол жерде су бұлт түрінде конденсацияланып, жерге жауын-шашын түрінде түседі. Тауларда қар еріп, өзендер пайда болады, олар бірігіп өзенді құрайды … Тауларда қанша қар үнемі еруі керек, бірақ қар жыл бойы болады және ерімейді. бір өзеннің ағынын ұстап тұру үшін бе?

Жоғарыда келтірілген схема кейбір табиғи құбылыстарға ғана дұрыс түсініктеме береді және планетада сумен болатын нақты процестерден алыс. Бұл диаграмма қыста бұлттардың неліктен пайда болатынын түсіндірмейді, температура 30 градус аязда су буланбайды. Бізге желдің теңіздер мен мұхиттардан бұлттарды материктің ортасына әкелетінін айтады, бірақ тыныш ауа райында құрлықта да бұлттар пайда болады. Бұл диаграмма жалпы жауын-шашын мен буланған су мөлшері арасындағы айырмашылықты түсіндіре алмайды. Одан да үлкен жұмбақ – өзендер тасымалдайтын су мөлшері.

Ғалымдар планетадағы судың көлемін есептеп шығарды – 1 386 000 миллиард литр. Алайда, мұндай орасан сан тек шатастырады, өйткені жауын-шашынның, атмосферадағы будың, жылдық су ағынының бағасы әртүрлі өлшем бірліктерімен жүргізіледі. Сондықтан көпшілік айқын нәрселерді бір бүтінге біріктіре алмайды. Біз әдеттегі сұйықтық өлшем бірліктері - литрдегі сандарды талдауға тырысамыз.

Егер бүкіл планетаны есепке алатын болсақ, онда жылына орта есеппен шамамен 1000 миллиметр жауын-шашын түседі. 1] … Метеорологияда бір миллиметр жауын-шашын шаршы метрге бір литр суға тең.

Жер бетінің ауданы шамамен 510 072 000 шаршы шақырым. Бұл бүкіл аумаққа шамамен 510 072 миллиард литр жауын-шашын жауатынын білдіреді. Бұл планетаның барлық су қорының үштен бірі.

Табиғаттағы су айналымының негіздеріне сүйене отырып, су жауын-шашын сияқты булануы керек. Дегенмен, мұхиттардың бетінен булану әр түрлі бағалаулар бойынша жылына шамамен 355 миллиард литрді құрайды. Жауын-шашын су бетінен булануға қарағанда бірнеше рет көп түседі. Парадокс!

Мұндай циклмен планета баяғыда су астында қалуы керек еді. Тағы бір сұрақ туындайды - артық су қайдан келеді? Анықтамалық материалдарды зерттегеннен кейін сіз жауап таба аласыз - су атмосферада өте көп мөлшерде кездеседі. Бұл 12 700 000 миллиард кг су буы. 2].

Бір литр су буланған кезде бір килограмм бу береді, яғни бу күйінде 12,7 миллион литр атмосфераға таралады. Жетіспейтін сілтеме табылған сияқты, бірақ бізде тағы да қайшылық бар. Атмосферада судың болуы шамамен тұрақты және егер су атмосферадан осындай мөлшерде жерге қайтарылмайтын түрде құйылған болса, онда бірнеше жылдан кейін планетада өмір сүру мүмкін болмас еді.

Өзендердегі суды тұтынуды есептеу де қарама-қайшы деректер береді. Мысалы, ресми дереккөздерге сілтеме жасаған Wikipedia мәліметінше, тек бір ғана Ниагара сарқырамасындағы құлаған судың көлемі секундына 5700 текше метрді құрайды. Литрмен есептегенде бұл жылына 179 755 миллиард литрді құрайды.

Бірақ Венесуэланың сұлулығына тамсану үшін есептеулерден алшақтайық. (2-сурет) көрініп тұрғандай, таудың төбесі тегіс үстірт болып табылады, онда сарқырамаларды жеткілікті ұстап тұру үшін қар немесе көлдер жоқ. Осыған қарамастан, осы таудың етегінде Амазонка, Ориноко және Эссекибо бассейндерінің өзендері бастау алады.

Ал Рорайма тауындағы сарқырамалардың қайнар көзі болуын табиғаттағы су айналымының мектеп схемасы бойынша түсіндіру мүмкін емес.

Ғылым тарихынан белгілі, В. И. Вернадский Жер мен ғарыш арасында газ алмасу бар деп есептеді. Вернадский жер қыртысында кейбір заттар ыдырап, басқа заттар синтезделеді деп есептеді. 1911 жылы Петербургте өткен Екінші Менделеев съезінде «Жер қыртысының газ алмасуы туралы» баяндама жасады. Бұл қазір ғылыми факт болып саналады.

Кейінірек ирландиялық, канадалық және қытайлық геофизиктері Жердің ішкі бөлігіне тән жағдайларды модельдеп, судың планетаның ішкі бөлігіндегі синтезі нәтижесінде пайда болғанын көрсетті. Зерттеу материалдары Earth and Planetary Science Letters журналында жарияланды 3].

Біз үйреніп қалған шық таңертең ғана шөпте кездеседі, бірақ жер асты шықтарымен қатар, егістік алқаптың ішіне қонатын күндізгі шық барын шаруалар жақсы біледі. Сонымен Овсинский И. Е. «Жаңа шаруашылық жүйесі» атты кітабында осы құбылыстар туралы сөз қозғайды. 2013 жылы АҚШ-тың Миннесота штатында және Канадада бейнетаспаға түсірілген «мұзды цунами» (3-сурет) жағдайлары табиғаттағы су синтезінің дәлелі болды. Қар көктемде мамырда синтезделді, мұндай жағдайлар оқшауланбайды.

Ғалымдар Жердің ғарышта қозғалысы кезінде атмосфера затының бір бөлігін жоғалтатынын анықтады. Соған қарамастан планетаның атмосферасы сақталады, яғни жоғалған зат қалпына келтірілуде. Бұл біздің планетамызды құрайтын басқа заттарға қатысты.

Таусылған ұңғымаларда мұнайды алу заттар синтезінің осындай фактілері болды. Бұрын есептелген қордағы мұнайдың 150 пайызы бұрыннан ашылған кен орындарында өндірілетін болып шықты. Және мұндай жерлер өте көп болды: Грузия мен Әзірбайжанның шекарасы (100 жылдан астам мұнай өндіретін екі кен орны), Карпат, Оңтүстік Америка және т.б. Вьетнамдағы «Ақ жолбарыс» кен орны мұнай қабаттарынан мұнай өндіреді. іргелі жыныстар, мұнда мұнай болмауы керек.

Ресейде 70 жылдан астам бұрын ашылған Ромашкинское мұнай кен орны халықаралық классификация бойынша супер-гиганттардың ондығына кіреді. Ол 80 пайызға таусылды деп есептелсе, жыл сайын оның қоры 1,5-2 миллион тоннаға толығып отырады. Жаңа есептеулер бойынша мұнайды 2200 жылға дейін өндіруге болады және бұл шек емес.

Бірінші ұңғы Грозныйдағы Старыйе кен орындарында 19 ғасырдың аяғында бұрғыланды, ал өткен ғасырдың ортасына қарай 100 миллион тонна мұнай айдалды. Кейін кен орны таусылды деп есептеліп, 50 жылдан кейін қорлар қалпына келе бастады. 4].

Осы фактілерге сүйене отырып, біз планетадағы элементтердің синтезі ғажайып немесе аномалия емес - бұл табиғи құбылыс деп қорытынды жасауға болады. Су белгілі бір жағдайларда және планетамыздың гетерогенділігінің белгілі бір аймақтарында синтезделеді. Табиғатта су айналымы сөзсіз бар, бірақ бұл біздің Жер планетасының пайда болу процесімен байланысты материяның өзгеру процесі.

Неліктен планетада заттардың синтезі бар екенін түсіну үшін біздің планетамыздың қалай пайда болғанын білу керек. Бұл сұрақтардың жауабын орыс ғалымы Николай Викторович Левашовтың кітаптарынан табамыз.

Біздің ғалам ерекше қасиеттері мен қасиеттері бар жеті негізгі материядан тұрады. Бастапқы заттар бір-бірімен қосылып, заттардың гибридті формаларын құрайды. Біздің планетамыздың заттары олардан түзіледі.

Негізгі заттарды біріктіру белгілі бір жағдайларда ғана мүмкін болады. Мұндай жағдай кеңістіктің өлшемділігінің өзгеруі болып табылады.

Өлшем – кеңістікті бастапқы заттардың қасиеттері мен сапаларына сәйкес кванттау (бөлу). Гибридті формалардың (заттардың) пайда болуына жеткілікті өлшемділіктің өзгеруі супернованың жарылысы кезінде орын алады. Бұл жағдайда жарылыс эпицентрінен кеңістіктің өлшемділігін бұзудың концентрлік толқындары таралады, оларда планеталар түзілетін кеңістіктің біртекті емес аймақтарын жасайды. Планетарлық жүйелердің қалыптасуы туралы толығырақ Oort Cloud мақаласынан оқи аласыз.

Бастапқы заттар бұл аймақтарға енгенде, олар қосылып, заттың гибридті формаларын, соның ішінде физикалық тығыз заттарды құра бастайды. Бұл процесс гетерогенділіктің барлық аймағы толтырылғанша жалғасады. Заттың синтезі процесінің нәтижесінде біртекті емес аймақтағы өлшемділіктің бірте-бірте қалпына келуі супернованың жарылуына дейінгі деңгейге дейін жүреді.

Бастапқы заттардан физикалық тығыз заттың және басқа гибридті формалардың синтезі процесінің нәтижесінде өлшемнің біркелкі емес аймағында бір-біріне ұялаған алты материалдық сфера түзіледі. Бұл сфералар бастапқы заттардың гибридті формаларынан жасалған, осы алты сфераның әрқайсысына кіретін бастапқы заттардың санымен ерекшеленеді. Бұл біздің Жер планетасының құрылымы (4-сурет).

Физикалық тығыз сфера (1) Жер 7 негізгі заттан тұрады, бұл сфераның заты төрт агрегаттық күйге ие - қатты, сұйық, газ тәрізді және плазма. Агрегацияның әртүрлі күйлері өлшемдегі аз мөлшердегі ауытқулар нәтижесінде пайда болады.

Әрбір заттың өзінің өлшем деңгейі бар, онда бұл зат тұрақты және планетаның түзілу орталығынан өлшемдік айырмашылығына сәйкес бөлінеді. Ауыр элементтердің максимумы бар, ал жеңіл элементтердің гетерогенділік аймағында минималды өлшемі бар.

Су жеңіл элементтер – оттегі мен сутегінің синтезі нәтижесінде түзіледі және сұйық кристалл болып табылады. Атмосфераның 20% оттегі. Сутегі газдардың ішіндегі ең жеңілі, бірақ оның атмосферадағы мөлшері шамалы – 0,000 055% 5] … Осыған қарамастан, біздің планетамызда жаңбыр жауады - газ күйіндегі су молекулалары (атмосферадағы бу) сұйық күйге өтеді (5-сурет).

Егер өлшемділіктің ауытқуы қатты зат пен атмосфераның шекарасы деңгейінде болса, шық түседі, егер бұлттылық деңгейінде тамшылардың түзілу процесі тізбекті сипатқа ие болса, жаңбыр жауады. Атмосфера өзінің мәнін жоғалтады. Кеңістіктің біртексіздігі өтелмеген күйінде қалады. Планетаның қалыптасуы аяқталғаннан кейін оны жасаған материяның формалары бір-бірімен қосылмай, біздің планетарлық біртектілігіміз арқылы қозғалысын жалғастырады. Бірақ тиісті жағдайлар туындаған кезде, бастапқы заттар қайтадан материяны құрайды. Атмосферада су буы қалпына келеді.

Көптеген ғалымдар сутегі және басқа да газдар жер астынан шығады деген теорияға бейім. 6] … Мұны сонау 1902 жылы Э. Сюсс ұсынған. Ол су магмалық камералармен байланысты, ол жерден газ тәрізді өнімдердің бөлігі ретінде жер қыртысының жоғарғы бөліктеріне шығарылады деп есептеді. 7].

Күрделі молекулалардың синтезі үшін жеткілікті жағдайлар планетаның ішектерінде пайда болады, өйткені біріншілік заттар планетарлық гетерогенділік арқылы өтіп, олармен бірге синтезі барлық гетерогендікте мүмкін болатын жеңіл элементтерді алып жүреді. Магманың құрамына шын мәнінде бу түріндегі су кіреді, сонымен қатар магма периодтық кестенің барлық дерлік элементтерін қамтиды.

Өздерінің өлшемдік деңгейін алуға ұмтыла отырып, сутегі мен оттегі молекулалары су синтезі мүмкін болатын гетерогендік аймақтарға түседі. Тереңдіктен көтерілген бу қатты дененің шекараларына жетеді, мұнда өлшемдіктің шамалы өзгеруіне байланысты газ күйіндегі су молекулалары сұйық күйге өтеді. Өзендер осылай пайда болады.

Заттың тұрақтылық диапазондарының шекаралары атмосфера, мұхиттар және планетаның қатты беті арасындағы алшақтық деңгейлері болып табылады. Планетаның кристалдық құрылымының тұрақтылық шекарасы біртекті емес пішінді қайталайды, сондықтан қатты жер қыртысының бетінде ойыстар мен шығыңқы жерлер бар.

Сандар мынаны көрсетеді: 1. Атмосфераның өлшемділік деңгейі. 2. Мұхиттардың өлшем деңгейі. 3. Жер қыртысының өлшемділік деңгейі. 4. Магманың өлшемділік деңгейі

Ал су сұйық кристалл болғандықтан, оның да өзіндік өлшем деңгейі бар және оған сәйкес тұрақтылық диапазонын иеленуге бейім болады, онда оның алатын өлшем диапазоны атмосфера шекарасы мен планетаның кристалдық құрылымы арасында болады. Су қалыптасқан қуыстарды толтырады. Дәл сол жерде планетадағы өзендер ұмтылады және олардың теңіздер мен мұхиттарға құйылуы кездейсоқ емес. Судың ғарышта өзінің тұрақты орнын алуға ұмтылуы кездейсоқ емес. Айтпақшы, өзендер тек беткейден ғана емес. Жер бетінде аномальды деп танылған көптеген жерлер (Өзбекстан, Қырым, Грузия, Молдова, Кипр және т.б.) бар, оларда су тауға көтеріледі.

Осы өзендердің бірі Түркиямен шекарадан 30 шақырым жерде, Арменияның батысындағы Арагацотн аймағындағы Арагат тауының маңында орналасқан.

Жоғарыда айтылғандар басқа заттарға да қатысты. Планетаның атмосферасының, судың, мұнайдың, сирек кристалдардың немесе кез келген басқа химиялық элементтердің ішінара жоғалуымен гетерогендік аймақтарда олар қалпына келеді - синтез. Тек синтез жылдамдығы әртүрлі болуы мүмкін. Сондықтан планетамыздың ресурстарын ойланбастан пайдалану материяның табиғи тепе-теңдігін бұзады. Мұндай әрекеттер қайғылы салдарға әкелуі мүмкін.

Жеңіл элементтерді (сутегі мен оттегі) физикалық тығыз заттың барлық тұрақтылық диапазонында синтездеуге болады. Сондықтан судың синтезі жер қойнауында да, атмосферада да болуы мүмкін. Сондықтан «табиғаттағы су айналымы» туралы емес, заттардың кеңістіктегі «айналымы» туралы айту дұрыс болар еді.

Қолданылатын материалдар:

1] Дереккөз: Wikipedia, geografya.ru

2] Дереккөз: Wikipedia. Басқа анықтамалық материалдарды пайдалануға болады. Көптеген дереккөздер планетаның су құрамы туралы әртүрлі сандарды береді. Бұл болжамды және дәл есептеулер эксперименттік емес, математикалық түрде жүргізілді дегенді білдіреді. Біз ең танымал дереккөздерді қолдандық.

3] Дереккөз: newscientist.com «Жер планетасы мантияның тереңдігінде нөлден бастап өз суын жасайды».

4] Апталық «Аргументтер мен фактілер» №40 10.03.2007 ж.

5] Википедия (Жер атмосферасы) ресми дереккөздерге сілтеме жасай отырып.

6] Воитов Г. И., Осика Д. Г. (1982). Жердің сутегімен тыныс алуы оның мегақұрылымдарының геологиялық құрылымы мен тектоникалық дамуының ерекшеліктерінің көрінісі ретінде.

7] Ювеналды сулар. М. Совет энциклопедиясы 1969-1978 жж

Левашов Н. В. Біртекті емес ғалам 2006 ж

Левашов Н. В. Мән және ақыл. Том 1. 2012

Левашов Н. В. Адамзатқа соңғы үндеу 2012 ж.